鋁合金在汽車輕量化上的應用及發展趨勢

摘 要：隨著汽車產量和銷量的增加，在汽車生產和使用過程中所產生的能源消耗和污染物的排放日益增加，與此同時給環境帶來的污染也日益突出。因此為推進汽車工業的可持續發展，在保證汽車的剛度、強度、安全性能的前提下，通過改變汽車結構和零部件的材料，實現汽車輕量化，對提高汽車的燃油效率和減少污染物的排放具有非常大的促進作用。汽車輕量化不僅可以節能減排，還可以提升汽車在駕駛過程中的穩定性和動力學性能。本文主要闡述的是當前應用最廣的汽車輕量化材料鎂合金、鋁合金，分析了他們的特點和優勢，以及未來在汽車輕量化上的發展趨勢。

    從目前的發展趨勢來看，為了保護環境、節約能源和資源，未來汽車研發將更注重汽車輕量化設計。在汽車生產制造中采用高強鋼、鋁合金、鎂合金、復合材料等輕量化材料可以有效實現汽車輕量化，另外采用先進化的制造工藝，比如熱成型、激光拼焊、液壓成型等也可以實現汽車的輕量化。鋁合金憑借低密度、良好的耐蝕性、易于加工性等優點在汽車輕量化過車中得到了廣泛的應用。

    1 鋁合金

    1.1 鋁合金的優勢



鋁是一種輕金屬，具有良好的導電、導熱性，還具有良好的耐蝕性能。同時鋁合金的機械加工性能相對于傳統的金屬材料也要好一些，鋁的熔點低，在整個使用和回收利用過程中鋁的回收率不低于90%，鋁合金具有非常好的再生性，因此鋁合金是目前實現汽車輕量化最理想的材料。

汽車上使用鋁合金零部件，可以有效降低汽車整車重量，使得汽車重心降低，真正實現汽車輕量化。汽車輕量化后，在汽車駕駛中，汽車加速性能會得到提高，同時汽車行駛也會更加穩定、舒適，噪音、震動方面也均會有改善。

1.2 鋁合金在汽車輕量化上的應用

鋁合金在汽車輕量化上的應用主要有鋁合金鍛件、金屬模鑄件、鋁合金擠壓和拉延產品等，具體應用如表2所示。

表2 鋁合金在汽車輕量化上的應用

鑄造鋁合金在目前的汽車輕量化過程中應用最多，主要用于汽車的發動機、底盤、輪轂等結構上，發動機一直被稱為是汽車的“心臟”部件，在汽缸蓋、缸體、活塞等零件上應用鋁合金不僅可以有效降低發動機的整體重量，還可以及時將發動機工作工程中產生的熱量散發出去，提高發動機的工作效率。

1.3 鋁合金在汽車輕量化上的發展趨勢

鋁合金板材在使用過程中其可焊性較鋼材要差一些，改善鋁合金板材的焊接性能和焊接質量，提高鋁合金的應用范圍。應用熱成型技術、超塑性成型技術和電磁符合成型技術改善鋁合金覆蓋件的成型性和成型質量。

目前除了傳統的鋁合金金屬材料，鋁基復合材料憑著低密度、高強度、高耐蝕性等優勢，在汽車輕量化中也制造中得到了很好的應用，用鋁基復合材料制造的汽車發動機活塞相對于傳統的鑄鐵活塞，其重量減輕了10%左右，而散熱性卻提高了4倍。受到價格及生產質量控制等方面的制約，鋁基復合材料還沒有形成很大的規模，但在部分汽車零件上已經顯示出其卓越的性能。

     2 結語

在經濟社會高速發展的今天，面對新的能源危機和環境問題，通過汽車輕量化可以有效提高汽車的燃油效率，進而減少污染物的排放。在汽車輕量化過程中，鎂合金、鋁合金等金屬材料憑借著其優勢與特點均得到了廣泛的應用，未來通過技術改進降低材料的成本，提高材料的利用率，開發兼具環保性和可回收性的新材料，也是汽車輕量化研究開發的必然趨勢。(全球金屬網 OMETAL.COM)

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